太阳辐射光谱和太阳常数

导语：太阳辐射光谱和太阳常数是什么？太阳辐射光谱，作为太阳发出的电磁辐射在波长上的分布，是我们认识太阳能量释放的重要途径，而且太阳辐射光谱的研究不仅有助于我们了解太阳的能量分布情况，还可以帮助我们更好地利用太阳能资源，下面就一起去看看太阳辐射光谱和太阳常数一样吗？

太阳辐射光谱和太阳常数

太阳

太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱。大气上界太阳光谱中能量的分布曲线与T=6000K时，根据黑体辐射公式计算的黑体光谱能量分布曲线相比较，非常相似。因此，可以把太阳辐射看作黑体辐射，有关黑体辐射的定律都可应用于太阳辐射。例如利用斯蒂芬-波耳兹曼定律和维恩定律，可以根据太阳辐射强度计算出太阳表面的温度;反过来利用天文仪器测得的太阳表面温度，也可以计算出太阳的辐射强度以及辐射最强的波长。

太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。根据维恩定律可以计算出太阳辐射最强的波长λm为0.475μm。这个波长在可见光范围内相当于青光部分。因此，太阳辐射主要是可见光线(0.4—0.76μm)，此外也有不可见的红外线(>0.76μm)和紫外线(

太阳辐射通过星际空间到达地球。就日地平均距离来说，在大气上界，垂直于太阳光线的1cm2面积内，1min内获得的太阳辐射能量，称太阳常数，用I0表示。太阳常数虽经多年观测研究，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致，变动于1359—1418W/m2之间。1957年国际地球物理年决定采用1380W/m2.近年来，根据标准仪器，在高空气球、火箭和人造卫星上约25000次以上的探测，得出太阳常数值约为1367(±7)W/m2.这也是1981年世界气象组织推荐的太阳常数的最佳值。

多数文献上采用1370W/m2.据研究，太阳常数也有周期性的变化，变化范围在1%—2%，这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。

太阳

太阳辐射光谱范围

各种射线的范围划分不可能很严格，但为了在测试时有统一约定，各国制定标准时对射线范围作了规定，如中国国家标准CB/T2680-94对建筑玻璃有关参数测定时的波长范围规定如下：

紫外区：280～380nm

可见区：380～780nm

太阳光区：350～1800nm

远红外区：4.5～25?m(1?m=1000nm)

太阳常数的计算公式

太阳常数是指在日地平均距离上，大气上界垂直于太阳光线处单位面积接收的太阳辐射通量。太阳常数可以用以下公式表示：

\[ S = \text{太阳常数} \]

\[ S = S_0 P^m \]

其中，\( S \) 是到达地面的太阳辐射强度，\( S_0 \) 是太阳常数，\( P \) 是空气透明系数，\( m \) 是大气质量数。

此外，太阳总的辐射通量(单位面积的辐射通量乘以面积)可以用以下公式表示：

\[ \text{太阳总的辐射通量} = S_0 \times 4\pi d^2 \]

这里的 \( S_0 \) 是太阳常数，\( 4\pi d^2 \) 是地球表面面积。

需要注意的是，太阳常数通常指的是在地球大气层外的值，而不是到达地面的值。到达地面的太阳辐射强度会受到大气吸收和散射的影响。